A Google Quantum AI kutatócsoportja bejelentette az első „ellenőrizhető kvantumelőnyt”, ami valódi, mérhető számítási fölényt jelent a hagyományos szuperszámítógépekkel szemben. A Quantum Echoes nevű új algoritmus a Google 105 qubites „Willow” kvantumprocesszorán futott, és mindössze két óra alatt végzett el egy olyan kvantumdinamikai szimulációt, amelyhez a Frontier szuperszámítógépnek 3,2 évre lett volna szüksége. Ez 13 000-szeres teljesítménykülönbséget jelent.

A Quantum Echoes algoritmus működése az „out-of-order time correlator” (OTOC) elven alapul. A kutatók egy jelet küldenek a kvantumrendszerbe, szándékosan megzavarnak egyetlen qubitet, majd visszafordítják a folyamatot. Az így kapott „visszhang” megmutatja, mennyire stabil a rendszer – hasonlóan a klasszikus fizikai visszhanghoz.

A Google már 2019-ben bejelentette a „kvantumfölényt”, de akkor sok kritika érte, mivel az akkori számítás túl elméleti és nehezen értelmezhető volt. Ezúttal viszont a Quantum Echoes eredményei „ellenőrizhetők”, azaz más kvantumszámítógépek is képesek ugyanazt a számítást elvégezni és ugyanarra az eredményre jutni. Ez az első valódi bizonyíték arra, hogy a kvantumarchitektúra tudományos feladatban is felülmúlja a klasszikus rendszereket – írja a PC World.

Reprodukálható eredményekről van szó

A Willow processzor már korábban is szerepet játszott a kvantumhibajavítás területén, de most először bizonyította, hogy elég pontos és stabil ahhoz, hogy reprodukálható eredményeket szolgáltasson. A Kaliforniai Egyetem (Berkeley) kutatóival együttműködve a Quantum Echoes algoritmust molekuláris szerkezetek elemzésére is használták, és az eredmények összhangban voltak a nukleáris mágneses rezonancia (NMR) mérésekkel – sőt, olyan részleteket is feltártak, amelyeket a hagyományos módszerek nem tudnak kimutatni.

Hartmut Neven, a Google Quantum AI Lab alapítója és vezetője így fogalmazott: „A klasszikus számítógépek természetesen képesek közelítésekre ezekben az esetekben, de nem tudják pontosan kiszámítani, mi történik molekuláris szinten. A kvantumszámítógéppel viszont a természet nyelvén beszélhetünk, és kezelni tudjuk ezt a komplexitást.”

Michel Devoret, a Google Quantum AI vezető tudósa és friss Nobel-díjas fizikus szerint: „Ha egy másik kvantumszámítógép elvégezné ugyanazt a számítást, az eredmény ugyanaz lenne. Ez újabb lépés a teljes értékű kvantumszámítás felé.”